[发明专利]一种编码微载体材料及其应用

说明书

本发明涉及一种编码微载体材料及其应用，该编码微载体材料为微胶囊，其具有核壳结构，壳层为具有生物相容性的水凝胶材料，内核含有上转换纳米颗粒，编码微载体材料在近红外激发光照射下能够发出可见光信号。与现有技术相比，本发明中编码微载体具有多重近红外响应性反斯托克斯发光性能，因此具备良好的编码能力，且与传统的编码材料相比，其具有较好的光学和化学稳定性以及低背景信号干扰等优势；此外，该编码微载体的基底材料为具有特定生物分子识别功能的水凝胶，因而能够实现多元分子及细胞编码，利于高通量生物分析与检测等应用。

技术领域

本发明涉及一种生物医学应用领域，尤其是涉及一种编码微载体材料及其应用。

背景技术

多元分析技术在生物检测，药物评估等领域有着非常重要的应用价值。传统的多元分析主要基于平面阵列，探针分子被固定在阵列的特定位置，目标分子通过与相应的探针分子发生特异性结合反应；通过读取所有位点的信号，可以获取目标分析物的相关信息。这种技术尽管具有高通量的分析优势，然而，在检测反应中，目标分子需要扩散到特定的区域从而与探针分子发生反应。

因此总体而言，检测效率较低。与此相对的是液相芯片技术，该技术的核心是编码微载体。编码微载体通过赋予微载体不同的编码信息来实现编码，且携带探针分子，可以在检测液中自由移动，从而大大增大与目标分子的接触机会。

目前比较常用的编码技术有图像编码和光学编码等。光学编码是各种编码中操作和检测最简单，应用最广的一种编码方式。在制备编码微载体的过程中，通常将荧光染料，量子点等发光材料固定在微载体的表面或内部，利用其吸收或激发出的光对载体进行编码。但是荧光染料易被光漂白且种类偏少，在同一激发光下需要避免多种染料之间的光谱重叠，而且要避免发生共振能量转移和相互猝灭，这些都限制了编码的多元性。量子点编码也受限于荧光强度的相互重叠作用或是自身毒性作用，不利于获得高灵敏，安全的光学编码。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种编码微载体材料及其应用，其核层的上转换纳米颗粒具有多重近红外响应性反斯托克斯发光性能，因此具备良好的编码能力，且与传统的编码材料相比，其具有较好的光学和化学稳定性以及低背景信号干扰等优势。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本申请的目的是保护一种编码微载体材料，所述编码微载体材料为微胶囊，其具有核壳结构，壳层为具有生物相容性的水凝胶材料，内核为上转换纳米颗粒，所述编码微载体材料在近红外激发光照射下能够发出可见光信号。

进一步地，所述编码微载体材料的尺寸为50-500μm，所述编码微载体材料由微流控技术制备获得。

进一步地，所述编码微载体材料的壳层能够通过化学修饰连接羧基、羟基、氨基中的一种或几种基团。

进一步地，所述水凝胶材料为海藻酸钠、壳聚糖、纤维素、聚乙二醇二丙烯酸中的一种或几种的组合。

进一步地，所述水凝胶预聚物液珠能够通过离子交联或紫外光引发自由基聚合反应固化。

本申请的第二个目的是保护上述编码微载体材料的应用，通过近红外光激发照射微载体材料的不同区域，可以使微载体颗粒显现出不同的颜色组合，从而实现多元光学编码。

进一步地，所述微载体材料用于生物标记物分子的多元检测分析，所述的生物标记物分子包括DNA、RNA、蛋白质、多肽中的一种或几种。

进一步地，所述微载体材料通过壳层表面耦连有蛋白、多肽、核酸分子中的一种或多种，以此实现对多种生物标记物分子的特异性检测。

进一步地，所述特异性检测过程为：

编码微载体材料壳层表面带有修饰基团，以此固定探针分子，形成捕获微载体；